Penrose y el origen del Universo

Por Daniel Marín, el 30 noviembre, 2010. Categoría(s): Astronomía • Cosmología • sondasesp ✎ 10

¿Qué tienen en común Roger Penrose y Stephen Hawking? De entrada, ambos han dedicado su carrera a temas muy parecidos y los dos fueron premiados con el premio Wolf en 1988. Pero el nexo común más importante es su fama. Si un físico desarrolla un modelo cíclico del Universo y cree ver vagas evidencias del mismo en el fondo cósmico de microondas (CMB), nadie le haría mucho caso. Existen cientos de teorías cosmológicas y no es cuestión de perder el tiempo con cada una de ellas. Pero si ese físico se apellida Penrose o Hawking, la cosa cambia. De la noche a la mañana veremos cientos de titulares en todos los medios anunciando la noticia.


Fondo cósmico de microondas (NASA).

Y eso es precisamente lo que ha pasado con el artículo Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity, escrito por Penrose en colaboración con Vahe Gurzadyan. Sin entrar en detalles muy técnicos, Penrose viene a decir que los datos del CMB obtenidos por la sonda WMAP demuestran la validez de un modelo de Universo cíclico, o lo que es lo mismo, que el Big Bang no fue el origen del tiempo. ¿Cómo ha llegado Penrose a esta conclusión? En un mapa del CMB veremos muchas “manchas” de distintos tamaños. Estas “manchas” -cuya denominación correcta es “anisotropías del CMB”- son regiones que se encontraban a distinta temperatura cuando el Universo se volvió transparente trescientos mil años después del Big Bang. Estudiando su tamaño y distribución podemos averiguar datos esenciales sobre la proporción de materia oscura, energía oscura y geometría de nuestro Universo, algo que se ha podido calcular gracias a los datos de WMAP.

Según el modelo cosmológico cíclico de Penrose, denominado CCC (Conformal Cyclic Cosmology), cada etapa recibe el nombre de “eón”. Al final del eón anterior al nuestro, los agujeros negros supermasivos tuvieron que colisionar entre sí emitiendo enormes cantidades de radiación gravitatoria. Por lo visto, esta radiación llegaría hasta nuestro eón no en forma de ondas gravitatorias, sino como grandes impulsos esféricos de energía que influirían en las etapas iniciales de nuestro Universo. Estos impulsos deformarían el CMB y dejarían su huella en forma de grandes círculos concéntricos formados por regiones de baja temperatura (unos 15 microkelvin de diferencia). El centro de cada conjunto de círculos señalaría el lugar de uno de los agujeros negros supermasivos del anterior eón. Penrose y Gurzadyan creen haber observado estos círculos en el CMB.


Posibles círculos del CMB (Penrose et al.).

Claro que uno puede pensar que estos círculos quizás sean un artefacto estadístico, un simple efecto óptico, pero ahí es donde entramos en los detalles del artículo. Los autores realizan un análisis de la varianza estadística de las anisotropías de los círculos y demuestran que no estamos ante una simple coincidencia, sino que son reales.


Análisis de la varianza de dos canales de datos del WMAP, demostrando que los círculos son estadísticamente significativos (Penrose et al.).

No soy cosmólogo, así que no me voy a meter en el proceloso aspecto teórico de la evidencia, pero a mi modo de ver el problema del análisis de Penrose y Gurzadyan es que quizás no han tenido debidamente en cuenta la posible contaminación de los datos por fuentes no cosmológicas situadas en primer plano. Tampoco parece que se haya sopesado convenientemente la variación en la proporción señal-ruido de los instrumentos del WMAP según la región del cielo. El que los autores hayan encontrado el mismo patrón en los datos BOOMERanG98 -obtenidos por otro instrumento distinto a WMAP- no excluye que estemos ante los efectos de alguna fuente ajena al CMB. Por otro lado, los anillos podrían ser reales y sin embargo no tener nada que ver con un universo cíclico.

En definitiva, los círculos de Penrose y Gurzadyan podrían ser todo un bombazo cosmológico, pero todavía debemos esperar para confirmar su existencia. Esperemos que Planck nos saque de dudas en un futuro no muy lejano.

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10 Comentarios

  1. Muy interesante, aunque yo soy escéptico con esto de los universos rebotantes. Al fin y al cabo parece que este no se va a contraer nunca.
    Ah, y me encanta Penrose, es un divulgador magnífico y creo que una mente brillantísima.
    Pero a veces se le va un poco la olla jeje

  2. Muy bien tratado, Daniel.

    Personalmente, desde lo de la explicación de la aparición de la consciencia por el colapso de la función de onda en los microtúbulos de las neuronas, a mi Penrose me tiene escamado. Me gustará ver qué journal publica la observación.

    Respecto al Planck, también puede ser que pruebe la hipótesis de Steinhardt-Turock de un universo cíclico bang-crunch con temperatura y densidades finitas y, de paso, la teoría M.

    Un cordial saludo.

  3. A mi me parece que estos señores estan utilizando su fama para lanzar una de sus ideas locas para ver si de casualidad le aciertan (al menos parcialmente en lo del universo cíclico) y más adelante se comprueba o sino simplemente para impresionar a la comunidad científica con sus teorías.

    15 microkelvin de diferencia a mi me parece parte del error de medición/ruido. Me parece que últimamente muchos de estos científicos están trabajando muy al límite del error de medición (no se si eso demuestra falta de serieda con tal de figurar o exceso de audacia y buena voluntad para intentar entender lo desconocido).

    Esas burbujas bien podrían ser una “ilusión óptica” o simplemente algo normal en la dinámica de fluidos de partículas de alta energía de un universo en formación.

  4. La verdad es que es la mejor reseña que he leído desde que salió la impactante noticia sobre el anuncio de Penrose. Se ha tratado de manera un tanto sensacionalista en muchos medios y blogs, pero con tu artículo me ha quedado muy claro.

    Gracias

  5. Se acaba de publicar en España un libro suyo al respecto.

    http://www.casadellibro.com/libro-ciclos-del-tiempo-una-extraordinaria-nueva-vision-del-universo-/1803445/2900001403824

    Trataré de leerlo, pero el punto debil de Penrose es que es muy rollero y por eso no llega al gran publico. Sus libros son difíciles de digerir.

    Respecto a su hipótesis, para mi lo más interesante es que ha puesto el foco en esas estructuras. Habrá que estudiarlas. Respecto a su explicación de ellas, el problema es que estamos muy lejos de tener una teoría que funcione en casos hiper extremos como son los primeros instantes del universo. Así que lo suyo es mera especulación.

  6. Una pregunta que me hago.
    El objeto que produjo dichas hondas esféricas de energías, como todo lo que esta en el universo se desplaza (Velocidad constante).
    ¿Las hondas no se desplazarían según su dirección con el efecto Doppler? y no en circunferencias perfectas como las que hay en la imagen.
    Domingo@

  7. De todo lo que no comprendo sobre este trabajo, me permito hacer una observación sobre la imagen en la que se ven los círculos concéntricos (sospechosamente perfectos para mi gusto). Los círclos se encuentran graficados sobre una superficie que no es plana, o mejor dicho, es una representación plana de algo que no lo es. Ergo, los “círculos” no deberían ser “círculos”…

    Saludos.

    Jorge

  8. @Dave: el modelo cosmológico cíclico de Penrose no requiere que el eón anterior se contraiga, sino que se expandiría infinitamente antes de dar lugar a un nuevo Big Bang. Sí, ya sé que suena contraintuitivo, pero la cosmología es así.

    @César: sí, tengo la impresión de que ningún medio importante publicaría el paper tal y como está. En mi humilde opinión, el análisis estadístico del artículo es esencial y yo veo muchas lagunas (pero que conste que sólo es mi opinión de cosmólogo aficionado).

    @Dani: gracias, tocayo.

    @Manu: a ver si me pillo el libro…y lo puedo leer, que seguro será un tochazo.

    @Domingo: según la geometría del modelo CCC, veríamos ondas circulares concéntricas.

    @Jerubio: la superficie es el CMB, que se puede aproximar a una superficie plana a pequeñas escalas (igual que la superficie terrestre, por ejemplo).

    Un saludo.

  9. Comprendo que se pueda aproximar a una superficie plana a pequeñas escalas. Pero en esa escala, los “meridianos” serían paralelos y en la figura que está que en el trabajo original y que aquí reproduces no es así. Se entiende que la superficie es lo suficientemente grande como para no poder aproximarla por una plana.

    Saludos

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Por Daniel Marín, publicado el 30 noviembre, 2010
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